Dr. Jeremy Bricker, inženjer hidraulike i obalnog područja, ima velike snove. Negdje na obali Sjevernog mora, on zamišlja izgradnju brane za upravljanje opskrbom čiste energije u europskim „nizinama”.
POGLEDAJTE VIDEO:
Dobra brana
Bricker radi prema tom cilju. On i drugi inženjeri dio su projekta koji je dobio sredstva EU-a za unapređenje revolucionarne opcije pohrane energije temeljene na vodi. Prema njihovom planu, kružna brana izgrađena tik uz obalu spriječila bi prodor morske vode u unutarnju, umjetnu lagunu u kojoj bi razina vode bila niža.
Ispumpavanje vode iz donje lagune u okolni ocean provodilo bi se kada postoji prevelika zaliha iz drugih obnovljivih izvora, poput sunca i vjetra. Kada je potrebna energija, vodi bi se tada dopustilo da teče natrag u lagunu kroz turbine koje proizvode energiju, gurane uz pomoć sile okolnog oceana.
- U unutarnjoj bismo laguni mogli pohraniti energiju ekvivalentnu tisućama baterija - rekao je Bricker, izvanredni profesor na Tehnološkom sveučilištu Delft u Nizozemskoj.
On je znanstveni koordinator projekta. Projekt pod nazivom ALPHEUS trebao bi završiti u rujnu 2024. nakon četiri i pol godine.
Korištenje gravitacije kako bi se omogućilo da voda teče natrag u donju lagunu kroz turbine omogućilo bi proizvodnju hidroenergije na zahtjev kada je opskrba niska, popunjavajući prazninu u opskrbi i osiguravajući rješenje za skladištenje čiste energije.
Sveučilišta, uključujući Chalmers u Švedskoj, Braunschweig u Njemačkoj i Ghent u Belgiji, i tvrtke udružili su snage u osam europskih zemalja kako bi razvili ključne nove tehnologije potrebne za hipotetsku branu na moru, kao što su vodene turbine prikladne za korištenje na moru.
Povratak u budućnost
Dok tisuće hidroenergetskih instalacija već postoje diljem svijeta, one su gotovo isključivo u planinskim regijama gdje prirodni teren dopušta gravitaciji da pokaže svoju snagu ili gdje je riječni tok dovoljno snažan da se može iskoristiti za proizvodnju energije.
Zanimanje za tehnologiju ponovno raste, ovaj put za potencijalnu upotrebu u ravnijim područjima uključujući mora, jer bi mogla pomoći ekološki prihvatljivijem europskom gospodarstvu.
Europa ima za cilj postati prvi klimatski neutralan kontinent do 2050. Ovaj će cilj zahtijevati odmak od fosilnih goriva, uključujući ugljen, prirodni plin i naftu, prema obnovljivim izvorima energije, poput hidroenergije.
EU ima za cilj povećati udio obnovljivih izvora energije na 42,5% 2030. s 23% 2022. Taj će se udio morati još više povećati kako bi se klimatska neutralnost postigla do 2050. godine.
Brzi odgovor na potrebe
Jedan od izazova je taj što obnovljivi izvori energije poput vjetra i sunca mogu biti povremeni. Oblaci mogu zakloniti sunce i vjetar može prestati puhati. Kada se to dogodi, energetski sustav mora biti u stanju brzo reagirati kako bi uravnotežio ponudu i potražnju. To znači biti u mogućnosti pohraniti višak energije i ponovno ga vratiti u mrežu kada je to potrebno.
Iako baterije trenutačno služe ovoj svrsi, one imaju ograničenja. Pohranjuju male količine energije, ovise o kritičnim sirovinama i imaju relativno kratak životni vijek, osobito u usporedbi s branom.
- Ako ne izgradimo više skladišta energije, mogli bismo se suočiti s nestankom struje i nestabilnošću mreže u budućnosti - rekao je Bricker, čija ga je karijera odvela iz Sjedinjenih Država do rada na sveučilištima u Japanu i Nizozemskoj.
Demonstracija fleksibilnosti
U međuvremenu, drugi istraživači u Europi nadograđuju postojeće hidroenergetske instalacije koristeći umjetnu inteligenciju kako bi voda mogla preuzeti veću ulogu u nizu obnovljivih izvora energije. U sklopu još jednog projekta kojega financira EU, ovi su stručnjaci osmislili tehnologije za poboljšanje potencijala skladištenja energije, performansi i fleksibilnosti hidroelektrana.
Pod nazivom XFLEX HYDRO, projekt je završio u veljači 2024. nakon četiri i pol godine. Integracija sve većih i većih količina povremene solarne energije i energije vjetra, koja se također naziva varijabilnom obnovljivom energijom (VRE), zahtijevat će veću fleksibilnost nego što je trenutačno moguće kako bi se izbjegli prekidi u opskrbi.
- Svjedoci smo preporoda hidroenergije. Nova, obnovljiva električna mreža treba fleksibilnost. To mijenja način na koji gledamo na hidroenergiju - kaže dr. Elena Vagnoni, predavačica na Švicarskom saveznom institutu za tehnologiju u Lausannei, ili EPFL, i znanstvena koordinatorica projekta XFLEX HYDRO.
Projekt je spojio stručnost europskih elektroprivreda, svjetskih proizvođača opreme, istraživačkih institucija i energetskih konzultantskih kuća u Austriji, Francuskoj, Njemačkoj, Portugalu, Španjolskoj i Ujedinjenom Kraljevstvu. Izveo je opsežne demonstracije svojih novih tehnologija u objektima u Francuskoj, Švicarskoj i Portugalu.
Povećanje učinkovitosti
Povremeni padovi u opskrbi povećavaju trošenje i habanje instalacija koje su projektirane imajući na umu redovitiju opskrbu energijom.
- U prošlosti su se crpke uključivale najviše jednom dnevno. Sada ih moramo pokretati nekoliko puta dnevno, ovisno o vremenu. To ozbiljno opterećuje ove instalacije - rekao je François Avellan, počasni profesor na EPFL-u koji je bio znanstveni savjetnik na projektu XFLEX HYDRO.
Projekt je testirao novi sustav, „hidraulički kratki spoj”, na brani Grand'Maison u francuskim Alpama, najvećoj pumpnoj hidroelektrani u Europi. Pri najvećem kapacitetu može unijeti 1800 megavata energije u mrežu, što je ekvivalentno elektrani srednje veličine na prirodni plin ili ugljen. Nova tehnologija omogućuje brani Grand'Maison da crpi vodu i proizvodi električnu energiju u isto vrijeme.
Softver XFLEX HYDRO upravlja protokom energije kako bi bio u stalnoj ravnoteži s potrebama mreže. Očekivano povećanje učinkovitosti smanjilo bi ovisnost o postrojenjima na plin i ugljen i potencijalno uštedjelo oko 90.000 tona emisija ugljičnog dioksida godišnje, prema Avellanu.
U međuvremenu, Bricker s projekta ALPHEUS rekao je da njegovi sudionici traže industrijskog partnera koji može povećati tehnologiju projekta. Financiranje EU-a pomoglo mu je da njegov san o postrojenju vodene energije na moru postane stvarnost, a za njegovu izgradnju trebat će više godina istraživanja i privatnog ulaganja.
- Tehnologija je ovdje. Sad samo treba industrijsko vodstvo i financiranje - rekao je.
Istraživanja u ovom članku financira EU-ov program Horizon. Stavovi sugovornika ne odražavaju nužno stavove Europske komisije.
Autor: Tom Cassauwers
Više informacija:
Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.